JP2012211812A

JP2012211812A - プーリの軸方向相対位置測定方法及びプーリの軸方向相対位置測定装置

Info

Publication number: JP2012211812A
Application number: JP2011077319A
Authority: JP
Inventors: Takamichi Kobayashi; 貴道小林
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-11-01

Abstract

【課題】簡単な装置によって狭小なスペースであってもプーリ間の軸方向相対位置を測定可能なプーリの軸方向相対位置測定方法等を提供する。
【解決手段】平行して配置される第１の回転軸及び第２の回転軸にそれぞれ取り付けられた第１のプーリＰ１及び第２のプーリＰ２の軸方向相対位置を測定するプーリの軸方向相対位置測定方法であって、第１のプーリの溝と係合することによって第１のプーリに対して軸方向における位置が位置決めされるとともに、第１のプーリの軸方向と直交する平面に沿った光線を照射する投光装置１３０によって第２のプーリの外周面を照射し、第２のプーリにおける光線の受光位置と、第２のプーリにおける所定の測定基準位置との軸方向距離を測定する構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、平行軸に設けられるプーリ間の軸方向における相対位置を測定する測定方法及び測定装置に関するものであり、特に簡単な装置によって狭小なスペースであっても測定が可能なものに関する。

例えば自動車のエンジン等においては、平行な回転軸に取り付けられた複数のプーリの間にベルトを掛け渡すことによって補機駆動などを行っている。
このようなプーリが、本来の位置に対して軸方向に相対的にずれていると、ベルト鳴き騒音が発生するなど問題の原因となるため、プーリ間の軸方向相対位置を正確に測定する技術が要望されている。

プーリのミスアライメント測定に関する従来技術として、例えば、補機駆動プーリが設けられたエンジンの前面側に三次元測定装置を設置し、各プーリの位置関係を測定する手法が知られている。
また、特許文献１には、リブ側面に応力測定手段を設けたアライメント測定専用のベルトを用いることが知られている。

特開２００９−２４３６６５号公報

エンジンを車載した状態では、前面側に狭小なスペースしかない場合が多く、三次元測定装置などの比較的大型の計測器を設置することは困難である。
また、アライメント測定専用のベルトを準備して、測定の都度標準のベルトと掛け替えることは煩雑であり、また測定用ベルト及びその解析装置の構成も複雑であり、高コストとなってしまう。
本発明の課題は、簡単な装置によって狭小なスペースであってもプーリ間の軸方向相対位置を測定可能なプーリの軸方向相対位置測定方法及び軸方向相対位置測定装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、平行して配置される第１の回転軸及び第２の回転軸にそれぞれ取り付けられた第１のプーリ及び第２のプーリの軸方向相対位置を測定するプーリの軸方向相対位置測定方法であって、前記第１のプーリの溝と係合することによって前記第１のプーリに対して軸方向における位置が位置決めされるとともに、前記第１のプーリの軸方向と直交する平面に沿った光線を照射する投光装置によって前記第２のプーリの外周面を照射し、前記第２のプーリにおける前記光線の受光位置と、前記第２のプーリにおける所定の測定基準位置との軸方向距離を測定することを特徴とするプーリの軸方向相対位置測定方法である。

請求項２に係る発明は、平行して配置される第１の回転軸及び第２の回転軸にそれぞれ取り付けられた第１のプーリ及び第２のプーリの軸方向相対位置を測定するプーリの軸方向相対位置測定装置であって、前記第１のプーリの溝と係合することによって前記第１のプーリに対して軸方向における位置が位置決めされる位置決め部を有し、前記位置決め部が前記第１のプーリの溝と係合した状態において前記第１のプーリの軸方向と直交する平面に沿った光線を照射する投光装置を備えることを特徴とするプーリの軸方向相対位置測定装置である。

本発明によれば、投光装置を一方のプーリの溝で位置決めして他方のプーリを照射し、他方のプーリの受光位置を測定することによって、簡単な装置によってプーリの軸方向相対位置を測定することができる。また、このような投光装置はコンパクトに構成することが可能であることから、狭小なスペースであっても測定を行なうことが可能である。

本発明を適用したプーリの軸方向相対位置測定装置の実施例によって測定を行なっている状態を示す模式図であって、図１（ａ）はプーリ軸方向から見た図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ部矢視図である。実施例における測定対象となるエンジンの補機ベルト用プーリ配置の一例を示す図である。図２のエンジンにおける測定対象位置の例を示す図である。実施例の軸方向相対位置測定装置によって平プーリの相対位置を測定する手法を示す図である。

本発明は、簡単な装置によって狭小なスペースであってもプーリ間の軸方向相対位置を測定可能なプーリの軸方向相対位置測定方法及び軸方向相対位置測定装置を提供する課題を、Ｖリブドプーリの溝部に係合して位置決めされる投光装置から回転軸と直交する平面に沿ったレーザ光で他のプーリを照射し、他のプーリの測定基準位置と受光位置とのずれ量を測定することによって解決した。

以下、本発明を適用したプーリの軸方向相対位置測定方法及び測定装置の実施例について説明する。
図１は、実施例の軸方向相対位置測定装置によって測定を行なっている状態を示す模式図であって、図１（ａ）はプーリ軸方向から見た図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ部矢視図である。
実施例の軸方向相対位置測定装置は、共通のＶリブドベルトが掛けわたされた一対のプーリＰ１、Ｐ２の軸方向相対位置を測定し、軸方向の位置ずれ（ミスアライメント）を検知するものである。

プーリＰ１、Ｐ２は、例えば、図示しないＶリブドベルトが掛けわたされるＶリブドプーリであって、外周面部に周方向に延びた複数の溝部が形成されている。
軸方向相対位置測定装置１００は、電源装置１１０、電源ワイヤ１２０、投光装置１３０等を備えて構成されている。

電源装置１１０は、投光装置１３０が有するレーザ発振器を駆動する電力を供給するものである。
電源ワイヤ１２０は、電源装置１１０から投光装置１３０に電力を伝達するものである。

投光装置１３０は、レーザ発振器を有する軸方向相対位置測定装置１００の本体部であって、プーリＰ１に装着されるとともに、所定の波長のレーザ光Ｒを発生してプーリＰ２の外周面に投光するものである。
投光装置１３０は、例えば、直方体状のブロックとして形成され、一方の面部には、プーリＰ１の外周面の溝部と係合する係合部１３１が設けられている。
係合部１３１は、Ｖリブドベルトと実質的に同様の横断面形状を有する複数のリブ及び溝が形成されている。これらのリブ及び溝は、例えばストレートに延びて形成されている。
投光装置１３０は、係合部１３１をプーリＰ１の外周面と係合させることによって、プーリＰ１に対する軸方向位置が位置決めされるようになっている。

投光装置１３０の係合部１３１と反対側の面部には投光部１３２が設けられている。
投光部１３２は、係合部１３１がプーリＰ１と係合した状態において、プーリＰ１の回転軸と直交する平面に沿った平行光Ｒを照射するようになっている。

本実施例のプーリの軸方向相対位置測定方法においては、プーリＰ１に投光装置１３０を装着した状態でプーリＰ２の外周面に投光し、プーリＰ２における受光位置を測定する。
ここで、プーリＰ１、Ｐ２が軸方向にずれていない場合には、受光位置は、プーリＰ２の基準位置と一致するようになっている。
基準位置として、例えばセンターに配置されたリブの突端部を用いることができる。
プーリＰ１、Ｐ２が軸方向にずれている場合は、受光位置と基準位置との軸方向距離がずれ量となる。

次に、本実施例において、測定対象となるエンジンについて説明する。
図２は、測定対象となるエンジンの補機ベルト用プーリ配置の一例を示す図である。図２は、エンジンを車載した状態における正面側から見た状態を示している。
以下の説明において、上下、左右、前後等の方向は、いずれも車載状態のエンジンの姿勢を基準としている。

エンジン１は、一例として、乗用車等の自動車に縦置き搭載される水平対向４気筒の４ストロークガソリンエンジンであるが、本発明の適用対象はこれに限定されない。
エンジン１には、補機駆動用のＶリブドベルトＢの走行方向から順に、クランクプーリ１０、テンショナプーリ２０、アイドラプーリ３０、オルタネータプーリ４０、アイドラプーリ５０、コンプレッサプーリ６０、ウォータポンププーリ７０、アイドラプーリ８０が設けられている。
これらの各プーリは、それぞれ平行な回転軸回りに回転可能となっている。

クランクプーリ１０は、エンジン１の出力軸であるクランクシャフトの前端部に固定されている。
クランクプーリ１０は、ＶリブドベルトＢの内面と当接するＶリブドプーリである。クランクプーリ１０は、VリブドベルトＢを介して、各補機類を駆動するものである。

テンショナプーリ２０は、クランクプーリ１０の右上方に配置され、ＶリブドベルトＢの外面側（リブが形成されている側の反対側）を押圧して、ＶリブドベルトＢにテンションを与えるものである。
テンショナプーリ２０は、ＶリブドベルトＢの外面と当接する平プーリとなっている。

アイドラプーリ３０は、クランクプーリ１０及びテンショナプーリ２０の右上方でありかつエンジン１の上部に配置され、ＶリブドベルトＢの内面と当接するＶリブドプーリである。
アイドラプーリ３０は、ＶリブドベルトＢの走行方向をオルタネータプーリ４０側に方向転換させて案内するものである。

オルタネータプーリ４０は、アイドラプーリ３０の左側に設けられ、ＶリブドベルトＢの内面と当接するＶリブドプーリである。
オルタネータプーリ４０は、図示しないオルタネータの前端部に設けられ、オルタネータを駆動するものである。

アイドラプーリ５０は、オルタネータプーリ４０の左下方に設けられ、ＶリブドベルトＢの外面と当接する平プーリである。
アイドラプーリ５０は、ＶリブドベルトＢをコンプレッサプーリ６０側に方向転換させて案内するものである。

コンプレッサプーリ６０は、オルタネータプーリ４０の左側に配置され、ＶリブドベルトＢの内面と当接するＶリブドプーリである。
コンプレッサプーリ６０は、図示しないエアコンディショナ用コンプレッサの前端部に設けられ、コンプレッサを駆動するものである。

ウォータポンププーリ７０は、コンプレッサプーリ６０の下方でありかつエンジン１の下部に配置され、ＶリブドベルトＢの内面と当接するＶリブドプーリである。
ウォータポンププーリ７０は、エンジン１の冷却水を圧送する図示しないウォーターポンプの前端部に設けられ、このウォーターポンプを駆動するものである。

アイドラプーリ８０は、ウォータポンププーリ７０の上方でありかつクランクプーリ１０の左斜め上方に配置され、ＶリブドベルトＢの外面と当接する平プーリである。
アイドラプーリ８０を通過したＶリブドベルトＢは、クランクプーリ１０に戻って駆動力を受け、再びテンショナプーリ２０以下のプーリへと送られる。

図３は、図２のエンジンにおける測定対象位置の例を示す図である。
図３に矢印で示すように、本実施例のプーリの軸方向相対位置測定装置及び方法を用いると、外周面が対向して配置され、少なくとも一方がＶリブドプーリである任意の一対のプーリの軸方向ずれ（ミスアライメント）を測定することが可能である。

図４は、平プーリの測定方法を測定する手法を示す図である。
平プーリＰ３の場合には、図１に示すプーリＰ２のようなリブが存在しないため、例えば、端面から受光部までの距離Ｌを用いてミスアライメントを測定することが可能である。
仮にミスアライメントが存在しない場合の距離Ｌが既知であれば、測定値との差分がミスアライメント量となる。

以上説明したように、本実施例によれば、投光装置１３０を一方のプーリの溝で位置決めして他方のプーリを照射し、他方のプーリの受光位置を測定することによって、簡単な装置によってプーリの軸方向相対位置を測定することができる。また、このような投光装置１３０はコンパクトに構成することが可能であることから、狭小なスペースであっても測定を行なうことが可能である。
なお、このようなプーリの軸方向相対位置の測定は、例えば、エンジンの開発時、組立時、整備時、ベルト鳴き騒音の発生などに対するトラブルシューティングなど、様々な用途に用いることができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
例えば、軸方向相対位置測定装置の構成や各部材の形状、配置等は、適宜変更することが可能である。
また、測定対象となるプーリも実施例のような自動車用エンジンの補機駆動用プーリには限定されず、他のいかなる機械、装置のプーリにも適用することが可能である。

１エンジン１０クランクプーリ
２０テンショナプーリ３０アイドラプーリ
４０オルタネータプーリ５０アイドラプーリ
６０コンプレッサプーリ７０ウォータポンププーリ
８０アイドラプーリ
１００軸方向相対位置測定装置１１０電源装置
１２０電源ワイヤ１３０投光装置
１３１係合部１３２投光部
Ｐ１，Ｐ２プーリＰ３平プーリ
ＢＶリブドベルト

Claims

平行して配置される第１の回転軸及び第２の回転軸にそれぞれ取り付けられた第１のプーリ及び第２のプーリの軸方向相対位置を測定するプーリの軸方向相対位置測定方法であって、
前記第１のプーリの溝と係合することによって前記第１のプーリに対して軸方向における位置が位置決めされるとともに、前記第１のプーリの軸方向と直交する平面に沿った光線を照射する投光装置によって前記第２のプーリの外周面を照射し、
前記第２のプーリにおける前記光線の受光位置と、前記第２のプーリにおける所定の測定基準位置との軸方向距離を測定すること
を特徴とするプーリの軸方向相対位置測定方法。
平行して配置される第１の回転軸及び第２の回転軸にそれぞれ取り付けられた第１のプーリ及び第２のプーリの軸方向相対位置を測定するプーリの軸方向相対位置測定装置であって、
前記第１のプーリの溝と係合することによって前記第１のプーリに対して軸方向における位置が位置決めされる位置決め部を有し、前記位置決め部が前記第１のプーリの溝と係合した状態において前記第１のプーリの軸方向と直交する平面に沿った光線を照射する投光装置を備えること
を特徴とするプーリの軸方向相対位置測定装置。